Flerantennkommunikation

1(15) Flerantennkommunikation Programkurs 6 hp Multiple Antenna Communications TSKS14 Gäller från: 2018 VT Fastställd av Programnämnden för elektroteknik, fysik och matematik, EF Fastställandedatum

2(15) Huvudområde Datateknik, Elektroteknik Utbildningsnivå Avancerad nivå Fördjupningsnivå A1X Kursen ges för Communication Systems, masterprogram Electronics Engineering, masterprogram Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik - internationell Civilingenjör i teknisk fysik och elektroteknik Civilingenjör i datateknik Civilingenjör i industriell ekonomi - internationell Civilingenjör i industriell ekonomi Civilingenjör i informationsteknologi Förkunskapskrav OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande. Rekommenderade förkunskaper Förkunskaper: (gäller studerande antagna till program som kursen ges inom, se 'För:' ovan) Från Linjär algebra: Beräkningar med matriser och vektorer, determinant, egenvärden. Från Signaler, information och kommunikation (eller liknande): Kanalmodeller, kanalkapacitet, entropikonceptet. Från Digital kommunikation: Flerbärvågssystem, länkadaption. Från Detektion och estimering av signaler: Estimering med linjära signalmodeller (Rekommenderas men är ej nödvändig). Kursen Trådlös kommunikation rekommenderas för studenter som vill sätta kursinnehållet i en större kontext (t.ex. länkbudgetanalys och det cellulära konceptet), men

3(15) är inte nödvändig. Lärandemål Efter genomgången kurs skall studenten: kunna beskriva och diskutera de fundamentala begränsningarna när det trådlösa mediet används för kommunikation, särskilt relationen mellan kanalkapacitet, kanalkoherens, spatiella frihetsgrader, sändeffekt, pilotkontaminering och bandbredd ha förmåga att identifiera och beskriva hur flerantenna-teknik används för att uppnå hög kapacitet i punkt-till-punkt kommunikation och fleranvändarkommunikation med viss säkerhet kunna lösa ingenjörsmässiga problemställningar kring den uppnåeliga prestandan och begränsningarna hos flerantenn-kommunikation ha förmåga att använda effektreglering och andra parametrar för att designa kommunikationssystem som uppfyller givna prestandakrav experimentellt kunna verifiera de huvudsakliga teoretiska koncepten för flerantennkommunikation. Kursinnehåll Fundamentala begränsningar: Kanalkapacitetens beteende när effekt eller bandbredd ökas. Exempel på praktiska system som är effekt- och bandbreddsbegränsade. Ortogonal och icke-ortogonal kommunikation i scenarier med flera användare. Grundläggande flerantenn-kanaler: Signalförstärkning med flera antenner, kanalkapacitet för kanaler med flera antenner på ena sidan. Modeller för flerantenn-kanaler. Fädande kanaler: Rayleigh-fädande kanaler, outage-kapacitet, diversitet, kanalkoherens, ergodisk kapacitet. Punkt-till-punkt-MIMO: Kapacitet för kanaler med flera antenner på båda sidorna, multiplexing-vinster, spatiella frihetsgrader. Upplänk för fleranvändar-mimo: Upplänkskapacitet, icke-linjär och linjär detektion, kanalestimering, kapacitetsbegränsningar i system med många antenner. Nedlänk för fleranvändar-mimo: Linjär förkodning, kapacitetsbegränsningar i system med många antenner, skillnader och likheter mellan upplänk och nedlänk. Effektreglering: Region för uppnåeliga datatakter, typiska arbetspunkter, grundläggande problemställningar för effektreglering. Cellulära nätverk: Ingenjörsmässiga aspekter vid användning av flerantenn-tekniker i cellulära nätverk, såsom strategier för resursåteranvändning, pilotkontaminering och hanterande av störningar. Målet med laborationerna är att lära sig konceptet noll-tvingande processning (zeroforcing), att implementera en sådan teknik och att utvärdera dess beteenden experimentellt.

4(15) Undervisnings- och arbetsformer Undervisningen ges i form av föreläsningar, laborationer och lektioner. Examination TEN1 Skriftlig tentamen U, 3, 4, 5 5 hp LAB1 Laborationer U, G 1 hp Betygsskala Fyrgradig skala, LiU, U, 3, 4, 5 Kurslitteratur T. L. Marzetta, E. G. Larsson, H. Yang, H. Q. Ngo, Fundamentals of Massive MIMO, 2016, Cambridge University Press. Ytterligare material kommer distribueras under kursens gång. Övrig information Om undervisningsspråk Undervisningsspråk visas på respektive kurstillfälle på fliken "Översikt". Övrigt Observera att även om undervisningsspråk är svenska kan delar av kursen ges på engelska. Om undervisningsspråk är Svenska/Engelska kan kursen i sin helhet ges på engelska vid behov. Om undervisningsspråk är Engelska ges kursen i sin helhet på engelska. Kursen bedrivs på ett sådant sätt att både mäns och kvinnors erfarenhet och kunskaper synliggörs och utvecklas. Planering och genomförande av kurs skall utgå från kursplanens formuleringar. Den kursvärdering som ingår i kursen skall därför genomföras med kursplanen som utgångspunkt.

5(15) Institution Institutionen för systemteknik Studierektor eller motsvarande Klas Nordberg Examinator Emil Björnsson Kurshemsida och andra länkar http://www.commsys.isy.liu.se/en/student/akurser Undervisningstid Preliminär schemalagd tid: 56 h Rekommenderad självstudietid: 104 h Kurslitteratur Böcker T.L. Marzetta, E. G. Larsson, H. Yang, H. Q. Ngo, (2016) Fundamentals of Massive MIMO Cambridge University Press ISBN: 9781107175570 http://www.cambridge.org/se/academic/subjects/engineering/wirelesscommunications/fundamentals-massive-mimo

6(15) Generella bestämmelser Programmens upplägg och organisation Utbildningarnas innehåll och utformning skall kontinuerligt revideras så att nya rön integreras i kurser och inriktningar. Inom ett utbildningsprogram kan det finnas flera studieinriktningar/profiler. Studieinriktningarna/profilerna samt regler för val av dessa framgår av de programspecifika utbildningsplanerna och programplanerna. Programmens upplägg och organisation skall följa fastställda kriterier som sammanfattas i utbildningsplanen för varje program. Utbildningsplanen definierar målen för utbildningsprogrammet. Ur programplanen, som utgör en del av utbildningsplanen, framgår i vilken programtermin de olika kurserna är placerade och deras tidsmässiga placering under läsåret. I kursplanen anges bland annat kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen. Examensfordringar För antagna senare än 1 juli 2007 gäller examensfordringar enligt högskoleförordning 2007. Den som fullgjort utbildningsmoment efter 1 juli 2007 har rätt att prövas mot examensfordringar enligt högskoleförordning 2007. Dessutom gäller lokala föreskrifter enligt fakultets- och universitetsstyrelsens beslut, http://styrdokument.liu.se/regelsamling/innehall/utbildning_pa_grund- _och_avancerad_niva/examina. Högskolelagen 1 kap. 8 : Den grundläggande högskoleutbildningen skall ge studenterna förmåga att göra självständiga och kritiska bedömningar förmåga att självständigt urskilja, formulera och lösa problem samt beredskap att möta förändringar i arbetslivet. Inom det område som utbildningen avser skall studenterna, utöver kunskaper och färdigheter, utveckla förmåga att

7(15) söka och värdera kunskap på vetenskaplig nivå, följa kunskapsutvecklingen, och utbyta kunskaper även med personer utan specialkunskaper inom området. Examen inom ett program Programspecifika examenskrav framgår av utbildningsplanen för respektive program. Studiernas påbörjande och anstånd Den som är antagen till utbildningsprogram skall börja studierna den termin som avses i beslutet om antagning. Tid och plats för det obligatoriska uppropet meddelas till den som är antagen till termin 1. Man kan vid ett antagningstillfälle antas till endast en utbildningsplats på utbildningsprogram. En studerande som fått utbildningsplats på ett utbildningsprogram och som i kompletterande antagning erbjuds och accepterar plats på ett annat utbildningsprogram stryks från den första platsen. Regler för anstånd är föreskrivna i antagningsordning för Linköpings universitet, http://styrdokument.liu.se/regelsamling/visabeslut/622645. Den som fått anstånd skall inför den termin då studierna skall påbörjas vid ordinarie anmälningstid lämna ny programanmälan samt kopia av anståndsbeslutet till antagningsmyndigheten. Antagning till senare del av program Med antagning till del av utbildningsprogram avses antagning till programstudier med syfte att slutföra programmet till examen. Antagning till senare del av program kan enbart ske i den mån resurserna så tillåter och plats finns tillgänglig. Den sökande måste dessutom uppfylla tillträdeskraven till den aktuella programterminen, se behörighetsregler http://styrdokument.liu.se/regelsamling/innehall/utbildning_pa_grund- _och_avancerad_niva/tekniska_fakulteten. Studieuppehåll Anmälan om studieuppehåll görs i Studentportalen. Görs inte sådan anmälan och inte

8(15) heller registrering den första terminen som uppehållet gäller betraktas uppehållet som studieavbrott. Studieuppehåll kan endast göras hel termin och anmälas för högst två terminer i taget. Anmälan om återupptagande av studier sker i samband med terminsregistrering för påföljande termin, efter uppehållet. Görs ej terminsregistrering betraktas det som studieavbrott. Den som gör studieuppehåll kan under uppehållet tentera s.k. resttentamina om den studerande är omregistrerad på senast lästa programtermin. Om den studerande önskar läsa någon ny kurs under studieuppehållet måste detta ansökas särskilt. Den studerande ansvarar själv för att anmälan till kurser görs i tid inför återupptagandet av studierna. Avbrott på program Studerande som önskar avbryta sina programstudier anmäler detta till studievägledare. En studerande som lämnar studierna utan att anmäla studieuppehåll och inte registrerar sig närmast följande termin anses ha avbrutit studierna. Den som avbrutit studierna får återkomma i utbildningen om det finns ledig plats som inte behövs för studerande som återkommer efter studieuppehåll och studerande som får byta läroanstalt och/eller program. Kurser inom utbildningsprogram I programplanerna för respektive utbildningsprograms olika årskurser anges vilka kurser som är obligatoriska (o), valbara (v) samt frivilliga (f). Önskar den studerande läsa annan kombination än den i programplanerna angivna ska detta ansökas om till programnämnden. Frivilliga kurser De kurser som anges som frivilliga (f) i programplan räknas endast som frivilliga och får inte inräknas i examen. Kurser på annat program De kurser som är valbara på annat utbildningsprogram kan efter särskilt beslut av programnämnden inräknas som valbar i examen. I annat fall ses kursen som frivillig. Vid val av kurs på annat program gäller att de i kursplanen för kursen angivna

9(15) förkunskaperna måste vara inhämtade. Tillträde gäller i den mån resurserna så tillåter och plats finns tillgänglig. Studerande på civilingenjörsprogram Civilingenjörsstudenter kan läsa kurser som förekommer i programplanerna termin 7 och högre på samtliga civilingenjörsprogram. För tillträde till kurs på avancerad nivå krävs att man uppnått 150 hp inom det program som man är antagen till. Studerande på högskoleingenjörsprogram Studerande på högskoleingenjörsutbildningarna kan läsa kurser som förekommer i programplanerna på samtliga högskoleingenjörsprogram. Studerande på matematisk-naturvetenskapliga kandidatprogram Studerande på matematisk-naturvetenskapliga kandidatutbildningar kan läsa kurser som förekommer i programplanerna på samtliga matematisknaturvetenskapliga kandidatutbildningar. Forskarutbildningskurser Forskarutbildningskurser kan efter särskilt beslut av programnämnden inräknas som valbar i examen. I annat fall ses kursen som frivillig. Studerande på civilingenjörsprogram Det finns möjligheter för de studerande på civilingenjörsutbildning att läsa vissa forskarutbildningskurser. Det förutsätter dock att man uppnått masternivå, dvs årskurs 4-5. Information lämnas av respektive institutions forskarstudierektor. Studerande på masterprogram Det finns möjligheter för de studerande på masterprogram att läsa vissa forskarutbildningskurser. Information lämnas av respektive institutions forskarstudierektor.

10(15) Anmälan till programkurser Anmälan till kurser som ges inom program görs under anvisad tid, preliminärt 1-10 april inför höstterminen, och 1-10 oktober inför vårterminen. Information om kursanmälan anslås på särskild informationssida, meddelas till studerande via e-post och vid schemalagda informationstillfällen. Anmälan till programkurs som fristående kurs Antagning till programkurs som fristående kurs kan enbart ske i den mån resurserna så tillåter och plats finns tillgänglig. Den sökande måste dessutom uppfylla tillträdeskraven till den aktuella kursen. Vid resursbrist kan LiTH:s styrelse besluta om inskränkning i möjligheten att läsa programkurs som fristående kurs. Schemaläggning Schemaläggning av kurser görs efter beslutad blockindelning för kursen. För kurser med mindre än fem deltagare, och flertalet projektkurser läggs inget centralt schema. Anvisningar för studieplanering Studerande som är i behov av stöd vid planeringen av de fortsatta studierna hänvisas till programmets studievägledare. En studieplanering innebär att studenten och studievägledaren gemensamt kommer fram till en individuell planering av studierna kommande termin. I den individuella planeneringen kan den studerande tillåtas göra avsteg från den generella programplanen. Avslutade grundkurser är en förutsättning för lyckade studier i högre årskurser. Av den anledningen är grunden vid en studieplanering att prioritera kurser från de tidigare årskurserna som inte har slutförts och i mån av utrymme läsa nya kurser. Studieplanering sker regelmässigt när den studerande: inte uppfyller krav för uppflyttning till högre terminer. För att den studerande i de fallen ska kunna delta i kurser från högre årskurser krävs dessutom beslut om dispens, inte uppfyller krav för att påbörja sitt examensarbete.

11(15) Andra tillfällen när studieplanering kan vara aktuell: när en student tidigt i utbildningen har kommit efter i studierna och har ett antal kurser oavslutade, studerande som inte uppfyller förkunskapskrav för påbörjande av kandidatprojekten inom termin 6 på civilingenjörsprogrammen, vid antagning till senare del av program, efter genomförda utlandsstudier, vid återkomst till utbildningsprogram efter ett studieuppehåll. Studievägledaren är vid dessa tillfällen ett stöd för studentens planering av fortsatta studier, även i de fall studenten själv kan anmäla sig till och registrera sig på aktuella kurser utan krav på särskilt beslut för de fortsatta studierna. Del av utbildningen utomlands Studerande kan byta ut studier vid LiTH mot studier vid en utländsk högskola och/eller förlägga examensarbetet utomlands. Vid utbyte av studier (kurser) vid LiTH mot studier utomlands svarar berörd programnämnd (utbildningsledare) för beslut om i förväg uppgjorda individuella studieprogram och om slutligt kursgodkännande och tillgodoräknande. Studerande som planerar att delta i ett utlandsprogram skall därför kontakta utbildningsledare eller motsvarande vid Tekniska fakultetskansliet. Regelverk för behörighet, rangordning och nominering för utlandsstudier via LiTHs utbytesavtal samt för de obligatoriska utlandsstudierna inom Ii/Yi finns på http://styrdokument.liu.se/regelsamling/innehall/utbildning_pa_grund- _och_avancerad_niva/tekniska_fakulteten. Kursplan För varje kurs finns en kursplan. I kursplanen anges kursens mål och innehåll samt de särskilda förkunskaper som erfordras för att den studerande skall kunna tillgodogöra sig undervisningen. Schemaläggning Schemaläggning av kurser görs efter, för kursen, beslutad blockindelning. För kurser

12(15) med mindre än fem deltagare, och flertalet projektkurser läggs inget centralt schema. Avbrott på kurs Enligt rektors beslut om regler för registrering, avregistrering samt resultatrapportering (Dnr LiU-2015-01241) skall avbrott i studier registreras i Ladok. Alla studenter som inte deltar i kurs man registrerat sig på är alltså skyldiga att anmäla avbrottet så att kursregistreringen kan tas bort. Avanmälan från kurs görs via webbformulär, www.lith.liu.se/forstudenter/kurskomplettering?l=sv. Inställd kurs Kurser med få deltagare ( < 10) kan ställas in eller organiseras på annat sätt än vad som är angivet i kursplanen. Om kurs skall ställas in eller avvikelse från kursplanen skall ske prövas och beslutas detta av programnämnden. Föreskrifter rörande examination och examinator Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/regelsamling/visabeslut/622678 Examination Tentamen Skriftlig och muntlig tentamen ges minst tre gånger årligen; en gång omedelbart efter kursens slut, en gång i augustiperioden samt vanligtvis i en av omtentamensperioderna. Annan placering beslutas av programnämnden. Principer för tentamensschemat för kurser som följer läsperioderna: kurser som ges Vt1 förstagångstenteras i mars och omtenteras i juni och i augusti kurser som ges Vt2 förstagångstenteras i maj och omtenteras i augusti och i oktober kurser som ges Ht1 förstagångstenteras i oktober och omtenteras i januari och

13(15) augusti kurser som ges Ht2 förstagångstenteras i januari och omtenteras i påsk och i augusti Tentamensschemat utgår från blockindelningen men avvikelser kan förekomma främst för kurser som samläses/samtenteras av flera program samt i lägre årskurs. För kurser som av programnämnden beslutats vara vartannatårskurser ges tentamina 3 gånger endast under det år kursen ges. För kurser som flyttas eller ställs in så att de ej ges under något eller några år ges tentamina 3 gånger under det närmast följande året med tentamenstillfällen motsvarande dem som gällde före flyttningen av kursen. Har undervisningen upphört i en kurs ges under det närmast följande året tre tentamina samtidigt som tentamen ges i eventuell ersättningskurs, alternativt i samband med andra omtentamina. Dessutom ges tentamen ytterligare en gång under det därpå följande året om inte programnämnden föreskriver annat. Om en kurs ges i flera perioder under året (för program eller vid skilda tillfällen för olika program) beslutar programnämnden/programnämnderna gemensamt om placeringen av och antalet omtentamina. Anmälan till tentamen För deltagande i tentamina krävs att den studerande gjort förhandsanmälan i Studentportalen under anmälningsperioden, dvs tidigast 30 dagar och senast 10 dagar före tentamensdagen. Anvisad sal meddelas fyra dagar före tentamensdagen via e-post. Studerande, som inte förhandsanmält sitt deltagande riskerar att avvisas om plats inte finns inom ramen för tillgängliga skrivningsplatser. Teckenförklaring till tentaanmälningssystemet: ** markerar att tentan ges för näst sista gången * markerar att tentan ges för sista gången Ordningsföreskrifter för studerande vid tentamensskrivningar Se särskilt beslut i regelsamlingen: http://styrdokument.liu.se/regelsamling/visabeslut/622682 Plussning Vid Tekniska högskolan vid LiU har studerande rätt att genomgå förnyat prov för

14(15) högre betyg på skriftliga tentamina samt datortentamina, dvs samtliga provmoment med kod TEN och DAT. På övriga examinationsmoment ges inte möjlighet till plussning, om inget annat anges i kursplan. Regler för omprov För regler för omprov vid andra examinationsformer än skriftliga tentamina och datortentamina hänvisas till LiU-föreskrifterna för examination och examinator, http://styrdokument.liu.se/regelsamling/visabeslut/622678. Plagiering Vid examination som innebär rapportskrivande och där studenten kan antas ha tillgång till andras källor (exempelvis vid självständiga arbeten, uppsatser etc) måste inlämnat material utformas i enlighet med god sed för källhänvisning (referenser eller citat med angivande av källa) vad gäller användning av andras text, bilder, idéer, data etc. Det ska även framgå ifall författaren återbrukat egen text, bilder, idéer, data etc från tidigare genomförd examination. Underlåtelse att ange sådana källor kan betraktas som försök till vilseledande vid examination. Försök till vilseledande Vid grundad misstanke om att en student försökt vilseleda vid examination eller när en studieprestation ska bedömas ska enligt Högskoleförordningens 10 kapitel examinator anmäla det vidare till universitetets disciplinnämnd. Möjliga konsekvenser för den studerande är en avstängning från studierna eller en varning. För mer information se https://www.student.liu.se/studenttjanster/lagar-regler-rattigheter?l=sv. Betyg Företrädesvis skall betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och med beröm godkänd (5) användas. Kurser som styrs av tekniska fakultetsstyrelsen fastställt tentamensschema skall därvid särskilt beaktas. 1. Kurser med skriftlig tentamen skall ge betygen (U, 3, 4, 5). 2. Kurser med stor del tillämpningsinriktade moment såsom laborationer, projekt eller grupparbeten får ges betygen underkänd (U) eller godkänd (G).

15(15) Examinationsmoment 1. Skriftlig tentamen (TEN) skall ge betyg (U, 3, 4, 5). 2. Examensarbete samt självständigt arbete ger betyg underkänd (U) eller godkänd (G). 3. Examinationsmoment som kan ge betygen underkänd (U) eller godkänd (G) är laboration (LAB), projekt (PRA), kontrollskrivning (KTR), muntlig tentamen (MUN), datortentamen (DAT), uppgift (UPG), hemtentamina (HEM). 4. Övriga examinationsmoment där examinationen uppfylls framför allt genom aktiv närvaro som annat (ANN), basgrupp (BAS) eller moment (MOM) ger betygen underkänd (U) eller godkänd (G). Rapportering av den studerandes examinationsresultat sker på respektive institution.